吳東旭 孫六一 周進(jìn)高 吳興寧 黃正良 丁振純 劉 磊

1.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院 2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 4.中國(guó)石油南方石油勘探開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司

0 引言

鄂爾多斯盆地位于中國(guó)中部地區(qū)，是中國(guó)第二大沉積盆地，也是中國(guó)重要的含油氣盆地。近期勘探實(shí)踐表明，鄂爾多斯盆地西緣奧陶系發(fā)育一系列臺(tái)緣礁灘體，梁探1井在中奧陶統(tǒng)克里摩里組鉆遇層狀白云巖儲(chǔ)層累計(jì)達(dá)17 m，巖性以晶?；蛏靶荚茙r為主。前人利用野外露頭和鉆井資料對(duì)克里摩里組的沉積微相進(jìn)行了詳細(xì)分析，認(rèn)為克里摩里期盆地西部發(fā)育鑲邊陸架碳酸鹽巖臺(tái)地，并認(rèn)為礁灘相是該區(qū)有利的勘探目標(biāo)[1-2]。王大興等[3-4]對(duì)盆地西緣的碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行了表征和預(yù)測(cè)，張道峰等[5]、吳偉濤等[6]對(duì)克里摩里組天然氣成藏特征進(jìn)行了相關(guān)研究。但前人對(duì)盆地西緣白云巖儲(chǔ)層的研究多集中在中奧陶統(tǒng)桌子山組厚層塊狀云巖[7-11]，針對(duì)克里摩里組中—薄層狀云巖的研究較少。為此，筆者在研究盆地西緣克里摩里組沉積微相的基礎(chǔ)上，對(duì)其巖石學(xué)特征、孔隙結(jié)構(gòu)表征、物性特征和地球化學(xué)特征等進(jìn)行了綜合研究，分析了克里摩里組白云巖的儲(chǔ)集空間特征、白云巖成因及儲(chǔ)層成因模式，以期為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和天然氣勘探提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層發(fā)育背景

1.1 地層背景

前人對(duì)鄂爾多斯盆地的地層對(duì)比和分布進(jìn)行了大量研究。付金華和鄭聰斌[12]通過(guò)對(duì)盆地東部華北海和西部祁連海奧陶系牙形刺的研究，對(duì)比了中東部和西部、南部的地層系統(tǒng)。郭彥如等[13]通過(guò)對(duì)地層3級(jí)層序的劃分，認(rèn)為中奧陶世晚期（克里摩里期）海侵達(dá)到最大范圍，且發(fā)育主動(dòng)陸源弱鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地。趙振宇等[14]綜合古生物、重要地質(zhì)事件、層序界面、地球化學(xué)數(shù)據(jù)、井震結(jié)合等手段，對(duì)盆地西部地層進(jìn)行了詳細(xì)劃分和對(duì)比。筆者根據(jù)多條野外剖面觀(guān)測(cè)，結(jié)合前人的研究成果，對(duì)鄂爾多斯盆地西緣與東部地層進(jìn)行了對(duì)比，認(rèn)為盆地西緣奧陶系克里摩里組屬于中奧陶統(tǒng)晚期地層，國(guó)際上對(duì)應(yīng)于中奧陶統(tǒng)達(dá)瑞威爾階，下部與桌子山組呈整合接觸，上部與上奧陶統(tǒng)烏拉力克組呈平行不整合接觸，如圖1所示。

碳酸鹽巖儲(chǔ)層主要發(fā)育于高位體系域末期到下次海侵體系域初期?？死锬锲冢璧匚鞑亢Ｇ值竭_(dá)最大范圍，海平面出現(xiàn)多次升降，形成了四級(jí)層序，在其中上部發(fā)育多個(gè)白云巖儲(chǔ)層段（詳見(jiàn)3.2）。

1.2 沉積微相背景

在野外露頭調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)鉆井取心和測(cè)井資料對(duì)地層進(jìn)行劃分和對(duì)比，明確單井各小層巖性及海平面變化。由圖1的梁探1井地質(zhì)綜合柱狀圖可以看出，桌子山組發(fā)育大段顆粒灘相，尤其在靠近中央古隆起區(qū)域發(fā)育分布范圍廣、縱向上厚度大的顆粒灘體；克里摩里組礁灘體也較為發(fā)育，但礁灘體縱向上發(fā)育規(guī)模變化較大，礁灘體從十幾米到幾米，礁灘體間多發(fā)育泥晶灰?guī)r沉積的灘間海環(huán)境。儲(chǔ)層段一般分布于顆粒灘發(fā)育的層段，梁探1井克里摩里組的主要儲(chǔ)層段發(fā)育在顆粒灘微相。

綜合考慮地層厚度、顆粒巖厚度及巖石類(lèi)型等因素，對(duì)克里摩里期的沉積相平面展布進(jìn)行詳細(xì)分析，并采用優(yōu)勢(shì)相原則綜合表征沉積相的平面展布總體表現(xiàn)為“三陸一洼一槽”，即阿拉善古陸、伊盟古陸、慶陽(yáng)古陸、定北臺(tái)內(nèi)洼地和西部賀蘭海槽（圖1）?？死锬锲?，受南北秦嶺和興蒙洋殼的俯沖擠壓，其沉積格局呈弱鑲邊臺(tái)地型分布，由東向西依次為開(kāi)闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、斜坡和盆地沉積環(huán)境?？死锬镌缙谘嘏_(tái)地邊緣帶廣泛發(fā)育臺(tái)緣顆粒灘沉積，其中在棋探1井區(qū)發(fā)育一段珊瑚海綿生物礁沉積；克里摩里中期，繼承了早期的沉積格局，開(kāi)闊臺(tái)地與斜坡相之間為臺(tái)地邊緣沉積，砂屑灘沿臺(tái)地邊緣呈條帶狀斷續(xù)分布，棋探1井—余探1井—梁探1井一線(xiàn)西側(cè)依次發(fā)育斜坡相和盆地相沉積；克里摩里后期，繼承了早中期的沉積格局，臺(tái)地邊緣相帶內(nèi)部的臺(tái)緣灘體個(gè)數(shù)和規(guī)模有所減少，主要發(fā)育在蘇231井及余探1井—天1井附近（圖1）?？傮w來(lái)說(shuō)，白云巖儲(chǔ)層主要發(fā)育于臺(tái)緣帶的顆粒灘內(nèi)。

2 白云巖儲(chǔ)層特征

2.1 儲(chǔ)集空間類(lèi)型

根據(jù)巖心和薄片觀(guān)察結(jié)果，克里摩里組白云巖儲(chǔ)層主要發(fā)育孔隙、孔洞、裂縫等3大類(lèi)儲(chǔ)集空間，其中孔隙主要包括晶間孔、粒間孔、晶間或粒間溶孔等；孔洞包括溶蝕孔和溶洞；裂縫包括構(gòu)造裂縫和溶蝕縫（圖2）。

晶間孔主要分布于晶粒較粗的粗粉晶—細(xì)晶白云石晶間，部分自形度較高的粉晶白云石晶間也有發(fā)育，晶間孔多呈多面體狀，孔徑介于幾十至上百微米，喉道呈片狀或縫狀（圖2-a）；在后期成巖作用過(guò)程中，晶間孔易于受到膠結(jié)作用、表生巖溶、埋藏溶蝕等作用的影響，局部被膠結(jié)物如方解石、白云石充填，形成晶間溶孔并與晶間孔伴生（圖2-b）；粒間孔初始主要發(fā)育于碳酸鹽巖中的顆?；?guī)r中，如高能環(huán)境中沉積的鮞粒、生屑、砂屑等碳酸鹽巖顆粒間，屬于結(jié)構(gòu)選擇性孔隙，顆粒結(jié)構(gòu)抗壓性較好，在成巖過(guò)程中保存了一部分原生的粒間孔隙，一部分原生粒間孔隙經(jīng)過(guò)后期的溶蝕改造和白云化作用，可形成儲(chǔ)集性能較好的粒間溶孔（圖2-c）。

圖1 鄂爾多斯盆地西緣克里摩里期沉積相與梁探1井奧陶系地層綜合柱狀圖

溶蝕孔洞也是克里摩里組白云巖儲(chǔ)層的主要儲(chǔ)集空間之一，包括非組構(gòu)選擇性溶蝕孔洞（圖2-d）和組構(gòu)選擇性鑄?？祝▓D2-e）。溶蝕孔直徑介于200 μm～2 mm；溶洞直徑一般大于2 mm，大的溶洞直徑可達(dá)10～20 cm。早期的溶蝕孔洞主要形成于大氣水成巖環(huán)境，發(fā)育于暴露相關(guān)的沉積間斷面之下。其儲(chǔ)集性能后期受到方解石膠結(jié)作用、機(jī)械充填作用與埋藏溶蝕作用的共同影響，由于成巖作用類(lèi)型與程度差異，溶蝕孔洞在微觀(guān)和宏觀(guān)上表現(xiàn)出不同的特征。部分溶蝕孔洞被后期的方解石、淡水白云石、鐵白云石、石英、黃鐵礦等膠結(jié)物或自生礦物所充填而縮小儲(chǔ)集空間（圖2-f），部分主要受溶蝕作用所控制的溶蝕孔洞能夠相對(duì)完整的保存下來(lái)，構(gòu)成有效的儲(chǔ)集空間（圖2-d、e）。從流體滲流的特點(diǎn)來(lái)看，小的溶蝕孔和原生粒間孔隙的作用大體相同，而大的溶洞則與裂縫的孔滲性相似。

圖2 克里摩里組白云巖儲(chǔ)層典型孔隙特征照片

裂縫系統(tǒng)對(duì)于非均質(zhì)性較強(qiáng)的碳酸鹽巖儲(chǔ)集體十分重要，裂縫既是表生期大氣淡水的有利通道，也是埋藏期有機(jī)酸性水的重要輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，有利于增加儲(chǔ)層的孔滲性能，同時(shí)也是后期油氣運(yùn)移的重要通道。碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中經(jīng)?？梢砸?jiàn)到十分發(fā)育的復(fù)雜構(gòu)造裂縫系統(tǒng)，既有同構(gòu)造期形成的，又有不同構(gòu)造期疊加的，其復(fù)雜的組合可形成不規(guī)則的網(wǎng)狀?？死锬锝M白云巖儲(chǔ)層先后經(jīng)歷了加里東末期與燕山末期多次抬升和沉降，地層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中地應(yīng)力發(fā)生變化，局部區(qū)域的巖石破裂，產(chǎn)生構(gòu)造裂縫。裂縫在形成后可能成為各種流體的通道，溶解作用沿裂縫發(fā)育，使裂縫進(jìn)一步溶蝕，產(chǎn)生溶蝕擴(kuò)大縫。裂縫內(nèi)常見(jiàn)各種充填物和膠結(jié)物如方解石、白云石、石膏以及石英、黃鐵礦等自生礦物。此外，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下沿巖石層理面或不均勻沉積界面易形成層理縫或?qū)娱g縫（圖2-g～i）。

克里摩里組118個(gè)鑄體薄片的觀(guān)察和44個(gè)孔滲樣本的分析結(jié)果表明：儲(chǔ)層中連通孔隙（晶間孔及部分溶孔）占比為75%，孤立溶洞占比為9%，裂縫占比為16%。在連通孔隙中，晶間孔占比為73%，溶孔占比為27%。這表明，從有效儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模角度分析，儲(chǔ)集空間以白云石晶間（溶）孔、連通孔洞為主，其次裂縫對(duì)儲(chǔ)滲性有一定的溝通和改善作用。

2.2 儲(chǔ)層物性與孔喉特征

通過(guò)毛細(xì)管壓力測(cè)試曲線(xiàn)和三維CT掃描對(duì)比，結(jié)合薄片面孔率鑒定、儲(chǔ)層物性分析資料，綜合表征克里摩里組儲(chǔ)層的孔喉結(jié)構(gòu)特征和儲(chǔ)集性能。結(jié)合前人研究[15-17]及筆者分析結(jié)果，初步可將克里摩里組白云巖儲(chǔ)層劃分為晶間（溶）孔型、溶蝕孔洞型、裂縫型和微孔型等4類(lèi)（表1），4類(lèi)儲(chǔ)層的典型特征見(jiàn)表2、3。

2.2.1 晶間（溶）孔型

該類(lèi)儲(chǔ)層以4043樣品為代表，滲透率中等（0.721 1 mD），孔隙度高（9.12%）；孔喉半徑中值中等（0.88 μm），分選系數(shù)較好（2.11），半徑均值中等（0.89 μm），排驅(qū)壓力中等偏?。?.27 MPa）；三維CT顯示，樣品孔隙大小分布均勻，微孔（藍(lán)色）、中孔（綠色）和大孔（紅色）均有分布，以微孔和中孔為主（表2、3）。總體上，晶間（溶）孔型儲(chǔ)層孔喉分布均勻，連通性好，有效儲(chǔ)集空間較好。

2.2.2 溶蝕孔洞型

該類(lèi)儲(chǔ)層以4116樣品為代表，滲透率較高（2.170 0 mD），孔隙度高（9.81%）；孔喉半徑中值較高（1.17 μm），分選系數(shù)較差（4.09），半徑均值較高（1.99 μm），排驅(qū)壓力較?。?.08 MPa）；三維CT顯示，樣品孔隙大小分布不均勻，以大孔和微孔為主，中孔較少（表2、3）?？傮w上，溶蝕孔洞型儲(chǔ)層孔喉分布不均，但總體連通性好，有效儲(chǔ)集空間好。

2.2.3 裂縫型

該類(lèi)儲(chǔ)層以4148樣品為代表，滲透率較高（5.100 0 mD），孔隙度較低（3.66%）；孔喉半徑中值較低（0.36 μm），分選系數(shù)中等偏差（2.98），半徑均值較低（0.62 μm），排驅(qū)壓力中等（0.27 MPa）；三維CT顯示，樣品孔隙大小分布不均勻，除少量微孔外，還存在一個(gè)紅色（大孔）的裂縫帶（表2、3）。總體上，裂縫型儲(chǔ)層孔喉分布不均，雖然有效儲(chǔ)集空間較差，但滲透性好。

2.2.4 微孔型

該類(lèi)儲(chǔ)層以4155樣品為代表，滲透率很低（0.008 5 mD），孔隙度較低（2.07%）；孔喉半徑中值低（0.14 μm），分選系數(shù)中等（2.50），半徑均值低（0.19 μm），排驅(qū)壓力較大（0.67 MPa）；三維CT顯示，樣品孔隙大小分布較均勻，以微孔為主，少量中孔（表2、3）?？傮w上，微孔型儲(chǔ)層缺少有效儲(chǔ)集空間。

鄂爾多斯盆地天然氣碳酸鹽巖儲(chǔ)層物性的下限標(biāo)準(zhǔn)為：孔隙度不低于2.5%，滲透率不低于0.05 mD[18]。結(jié)合研究區(qū)克里摩里組巖心孔滲分析結(jié)果，白云巖儲(chǔ)層中，巖心孔隙度介于2.5%～5.5%的頻率為75.6%，滲透率介于0.05～10.0 mD的頻率為91.1%。表明克里摩里組白云巖儲(chǔ)層為低孔隙度、中—低滲透率儲(chǔ)層。

44個(gè)儲(chǔ)層孔滲相關(guān)性分析表明，晶間（溶）孔型和溶蝕孔洞型儲(chǔ)層孔滲呈正相關(guān)性，裂縫型孔隙度較低，但滲透率較高。此外還存在少量孤立孔洞，為早期形成的鑄?？?，后期未得到有效溝通，孔隙度較高，但滲透率較低（圖3-a）。對(duì)118個(gè)白云巖儲(chǔ)層薄片鑒定和統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，不管是晶間孔還是溶孔，其面孔率與白云石的晶粒呈正相關(guān)關(guān)系，其面孔率大小為：細(xì)晶云巖＞粉—細(xì)晶云巖＞粉晶云巖（圖3-b）。

表1 克里摩里組白云巖儲(chǔ)層分類(lèi)表

表2 克里摩里組典型孔隙類(lèi)型的壓汞特征表

表3 克里摩里組白云巖儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)特征表

圖3 克里摩里組白云巖儲(chǔ)層物性特征圖

3 白云巖成因及發(fā)育模式

3.1 白云巖成因

對(duì)碳/氧同位素、鍶同位素、稀土元素、微量元素、陰極發(fā)光等資料進(jìn)行綜合分析認(rèn)為，研究區(qū)克里摩里組儲(chǔ)層白云巖主要為埋藏成因。

3.1.1 碳/氧同位素

克里摩里組主力儲(chǔ)層白云巖以淺埋藏交代成因?yàn)橹?，局部?jīng)受了后期深埋熱液改造。如圖4-a所示，基質(zhì)云巖（粉晶云巖）代表微孔型儲(chǔ)層巖性，氧同位素值（δ18O）略偏負(fù)、碳同位素值（δ13C）偏正，代表蒸發(fā)環(huán)境，為準(zhǔn)同生成因。云斑云巖代表主力儲(chǔ)層晶間（溶）孔型和溶蝕孔洞型儲(chǔ)層，δ18O中等偏負(fù)、δ13C略偏正，特征與石灰?guī)r接近，表明其為淺埋藏交代成因。溶孔充填的方解石和白云巖代表溶蝕孔洞型儲(chǔ)層和裂縫型儲(chǔ)層，δ18O明顯偏負(fù)、δ13C略偏負(fù)，表明受到深埋藏?zé)嵋焊脑?，局部充填物為晚表生期大氣淡水產(chǎn)物。

3.1.2 鍶同位素

Veizer等[19]通過(guò)對(duì)前人數(shù)據(jù)的搜集以及自己研究成果的整理，利用4055個(gè)腕足類(lèi)、箭石、牙形刺樣本對(duì)顯生宙各時(shí)期的87Sr/86Sr進(jìn)行了分析總結(jié)，得出奧陶系海水的87Sr/86Sr介于0.708 0～0.709 5。研究區(qū)克里摩里組白云巖87Sr/86Sr除少數(shù)接近奧陶系海水值外，大部分樣本點(diǎn)均不同程度高于同期海水值，推測(cè)可能是受到埋藏作用的影響，混入了殼源鍶的成分，導(dǎo)致87Sr/86Sr明顯升高，最高可達(dá)0.713 0，說(shuō)明白云巖主要是在埋藏環(huán)境下形成的（圖4-b）。

3.1.3 稀土元素

白云巖的稀土元素（REE）含量主要受到原巖、白云巖化流體的稀土元素含量影響。由于自然流體中稀土元素含量極低，多數(shù)情況下，白云巖中的稀土元素主要繼承于前驅(qū)物（原巖）[20]。如圖4-c所示，無(wú)論泥晶灰?guī)r、粉晶云巖，還是細(xì)晶云巖，其REE配分模式基本相同，均顯示輕稀土元素（LREE）富集、重稀土元素（HREE）虧損及銪（Eu）的輕微負(fù)異常。雖然配分模式相同，但元素含量有明顯區(qū)分。其中鄂53井基質(zhì)粉晶云巖REE含量為44.91，與同時(shí)期鄂63井泥晶灰?guī)r基本相同（REE含量為31.90），說(shuō)明該類(lèi)白云巖受到后期的成巖演化的影響很小，其白云巖化過(guò)程中的水巖比相對(duì)較小，未明顯改變其原巖的稀土元素組成。而李28、李37、梁探1井的砂屑和細(xì)晶云巖REE含量分別為9.99、8.57和7.32，明顯低于同期的泥晶灰?guī)r或粉晶云巖，且各元素含量均明顯降低，表明該類(lèi)白云巖受到后期成巖演化的影響較大，其白云巖化過(guò)程中水巖比很高，各稀土元素含量明顯降低。此外，鄂65井和李21井的粉—細(xì)晶云巖REE含量分別為13.29和11.55，介于粉晶云巖和砂屑細(xì)晶云巖之間，且LREE明顯降低，HREE略降低，表明該類(lèi)白云巖在埋藏過(guò)程中部分受到后期成巖演化的影響，水巖比中等，在流體有限的情況下，由于重力分異，大量LREE優(yōu)先被流體帶走，少量HREE被帶走。

3.1.4 微量元素和陰極發(fā)光特征

碳酸鹽巖礦物的陰極發(fā)光性主要受Mn2+和Fe2+的含量控制，前者作為激活劑，激活陰極發(fā)光，后者作為猝滅劑，猝滅陰極發(fā)光[21]。元素在礦物中的含量主要取決于該元素在沉淀溶液中的濃度及動(dòng)力學(xué)效應(yīng)[22]。海水中錳（Mn）和鐵（Fe）元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低，分別為它們?cè)诘械?/50和1/197[23]，所以正常海水沉淀的泥晶灰?guī)r陰極發(fā)光很弱或不發(fā)光。準(zhǔn)同生的粉晶云巖受到大氣淡水的影響，Mn和Fe元素的含量均大幅度提高，局部Fe的含量超過(guò)了1.5%的陰極發(fā)光上限，導(dǎo)致陰極發(fā)光很微弱呈暗紅色或不發(fā)光。細(xì)晶云巖由于受到成巖蝕變的影響，F(xiàn)e元素呈現(xiàn)明顯的下降，Mn元素變化不大，Mn/Fe比有不同程度的上升，導(dǎo)致陰極發(fā)光呈現(xiàn)不同程度的紅色（圖4-d～f）。

圖4 克里摩里組白云巖儲(chǔ)層地球化學(xué)特征圖

綜上分析表明，基質(zhì)粉晶云巖主要形成于海水環(huán)境下的準(zhǔn)同生時(shí)期，主力儲(chǔ)層的砂屑、細(xì)晶云巖與埋藏流體發(fā)生了充分的水巖作用，其白云巖化主要發(fā)生在淺埋藏階段，部分受到了后期深埋熱液的改造。

3.2 儲(chǔ)層發(fā)育模式

綜合沉積相、儲(chǔ)層和白云石地球化學(xué)等方面的研究成果，克里摩里組白云巖儲(chǔ)層主要受控于兩方面的因素：準(zhǔn)同生期層序格架控制的顆粒灘表生溶蝕作用以及后期的埋藏白云巖化保孔作用。

3.2.1 層序格架控制的溶蝕作用

在準(zhǔn)同生階段或埋藏初期，碳酸鹽巖礦物的穩(wěn)定化作用尚未完成。此時(shí)，如果孔隙間的海水被大氣淡水所取代，文石和鎂方解石會(huì)發(fā)生溶解。這種溶解作用取決于孔隙流體的流動(dòng)比值和飽和狀態(tài)。當(dāng)溶解作用發(fā)生時(shí)，溶解的碳酸鈣被孔隙流體帶走，形成受顆粒組構(gòu)控制的選擇性溶蝕孔[24]。臺(tái)緣帶的顆粒灘石灰?guī)r具有較強(qiáng)的組構(gòu)分異性，是潛在的易于受到大氣淡水改造的微相[25]。

一般說(shuō)來(lái)，致密的泥晶灰?guī)r或者顆粒灰?guī)r發(fā)育于海侵體系域（TST），因?yàn)楹Ｆ矫娌粩嗌?，大氣淡水的影響較小。當(dāng)海平面到達(dá)最大海泛面（MFS）后，沉積進(jìn)入高位體系域（HST），之后海平面逐漸下降，顆粒灰?guī)r受到大氣淡水的影響，發(fā)生溶蝕作用，形成大量粒間孔隙[26]。如圖5和圖6-a所示，克里摩里組存在5個(gè)高頻旋回，在HST后期或TST初期，海平面短暫下降，顆粒灘接受大氣淡水溶蝕形成儲(chǔ)層。即臺(tái)緣帶的海平面變化是儲(chǔ)層產(chǎn)生的直接原因，儲(chǔ)層一般分布于向上變淺旋回的上部。究其原因，在海侵期水體能量較強(qiáng)，有利于顆粒灘的發(fā)育，但海侵期水體逐漸加深，大部分顆粒灘尚未受到大氣淡水的廣泛溶蝕即被淹沒(méi)，不能發(fā)育規(guī)模儲(chǔ)層；到了高位體系域后期至下次海侵初期，由于海平面持續(xù)下降，顆粒灘廣泛且持續(xù)受到大氣淡水的溶蝕作用，形成井剖面上常能觀(guān)察到的向上變淺層序的中上部顆粒灘儲(chǔ)層較發(fā)育。

總之，顆粒灘相是形成白云巖儲(chǔ)層的最有利的沉積微相。平面上顆粒灘的發(fā)育受沉積古地形的控制；縱向上，顆粒灘的發(fā)育主要與相對(duì)海平面的升降有關(guān)，在層序地層格架內(nèi)可以有效預(yù)測(cè)顆粒灘儲(chǔ)層的縱向分布。

此外，在加里東末期的構(gòu)造抬升期，克里摩里組局部地層遭遇了表生溶蝕作用，溶蝕作用不受組構(gòu)控制，形成了一定量的溶孔和溶洞，對(duì)儲(chǔ)層形成了有效補(bǔ)充。

圖5 梁探1井克里摩里組顆粒灘儲(chǔ)層分布圖

圖6 克里摩里組顆粒灘儲(chǔ)層發(fā)育和保存模式圖

3.2.2 埋藏白云石化保存孔隙

早期研究認(rèn)為白云巖化作用可以建造孔隙[27]。在白云巖化過(guò)程中，Mg2+進(jìn)入碳酸鈣的晶格，形成碳酸鎂鈣，由于Mg2+的半徑小于Ca2+，導(dǎo)致孔隙度增加。但后續(xù)研究認(rèn)為，在埋藏相對(duì)封閉的環(huán)境下，白云巖化本身并不能明顯增加孔隙，只能形成少量微孔隙，對(duì)儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)有限。Major等[28]甚至在博內(nèi)爾島的新生代露頭發(fā)現(xiàn)白云巖的孔滲性相對(duì)于石灰?guī)r更差。

隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)，雖然白云巖化本身并不能明顯增加孔隙，但白云巖相對(duì)于石灰?guī)r機(jī)械強(qiáng)度明顯增大，埋藏期不易被壓溶，縫合線(xiàn)少見(jiàn)，從而減少了膠結(jié)物的沉淀，使已有的孔隙得以保存。前述提到的顆粒灘儲(chǔ)層本身孔滲性較好，在埋藏條件下，由于溫度的升高，與富鎂流體發(fā)生了充分的水巖反應(yīng)，導(dǎo)致埋藏白云巖化，使孔隙得以保存（圖6-b）。

3.3 白云巖儲(chǔ)層分布

綜合克里摩里組白云巖儲(chǔ)層特征及發(fā)育模式的研究成果認(rèn)為，克里摩里組白云巖儲(chǔ)層主要發(fā)育部位是：①沉積古地形高部位；②顆粒灘體發(fā)育帶；③白云巖厚值區(qū)。通過(guò)單因素疊加綜合分析，對(duì)鄂爾多斯盆地西緣克里摩里組白云巖儲(chǔ)層的平面分布進(jìn)行初步預(yù)測(cè)。白云巖儲(chǔ)層主要沿臺(tái)緣帶呈南北向斷續(xù)分布，厚度介于0.8～43.0 m，平均厚度為9.8 m，總面積為6 512 km2，可以形成規(guī)模有效的儲(chǔ)集體（圖7）。

圖7 鄂爾多斯盆地西緣克里摩里組白云巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)平面分布圖

4 結(jié)論

1）鄂爾多斯盆地西部早奧陶世，研究區(qū)受到區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和海平面升降的影響，在克里摩里期發(fā)育多期的臺(tái)緣帶顆粒灘沉積。在高頻層序和后期埋藏白云巖化作用的控制下，發(fā)育晶間（溶）孔型、溶蝕孔洞型以及裂縫型等3種儲(chǔ)集空間類(lèi)型的白云巖儲(chǔ)層，其中晶間（溶）孔型和溶蝕孔洞型儲(chǔ)層孔喉分布均勻，孔滲性較好，是研究區(qū)克里摩里組主要的儲(chǔ)層類(lèi)型。

2）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的古沉積底形控制了灘體的平面展布，海平面的短期升降控制了儲(chǔ)層的縱向差異性，埋藏白云巖化使巖石骨架得到強(qiáng)化、保存了孔隙。

3）通過(guò)對(duì)沉積相的精細(xì)刻畫(huà)以及高頻層序的精細(xì)對(duì)比，初步開(kāi)展了克里摩里組白云巖儲(chǔ)層特征及發(fā)育模式的綜合研究。在此基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)盆地西部臺(tái)緣帶克里摩里組白云巖儲(chǔ)層發(fā)育面積為6 512 km2，為本區(qū)天然氣勘探提供了依據(jù)。